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Concept
Micro-trou noir
Résumé
Les micro-trous noirs sont de minuscules trous noirs hypothétiques, également appelés trous noirs quantiques ou mini-trous noirs, pour lesquels les effets liés à la mécanique quantique jouent un rôle important.
Il est possible que de tels trous noirs quantiques aient été créés dans l'environnement très dense de l'univers primordial, ou au cours de transitions de phases ultérieures : on parle dans ce cas de trous noirs primordiaux. Ils pourraient être détectés prochainement par les astrophysiciens, grâce aux particules qu'ils devraient émettre par rayonnement de Hawking.
Certaines théories impliquant des dimensions d'espace supplémentaires prédisent que des micro-trous noirs pourraient être formés à des énergies relativement basses, de l'ordre du TeV (téra-électron-volt) : c'est un domaine d'énergie qui sera accessible aux accélérateurs de particules tels que le LHC (Large Hadron Collider). La médiatisation de cette possibilité a provoqué des inquiétudes parmi la population. Cependant, les trous noirs quantiques éventuellement produits s'évaporeraient instantanément, soit en totalité, soit en laissant un résidu n’interagissant que très faiblement. En plus des arguments théoriques, on constate que les rayons cosmiques dont la Terre est bombardée continuellement n'ont produit aucun cataclysme, bien que leur énergie dans le centre de masse puisse atteindre des centaines de TeV.
En principe, un trou noir peut avoir n'importe quelle masse supérieure à la masse de Planck. Pour produire un trou noir, il suffit de concentrer suffisamment de masse ou d'énergie dans une région donnée, en sorte que la vitesse d'échappement de cette région soit supérieure à la vitesse de la lumière. Cette condition donne le rayon de Schwarzschild, , où G est la constante de Newton
et c la vitesse de la lumière. Cela correspond à la taille d'un trou noir de masse M.
Par ailleurs, la longueur d'onde de Compton ,
où h est la constante de Planck,
représente la taille de la plus petite région où l'on puisse localiser une masse M au repos.
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